В последнее десятилетие многочисленные ферментные комплексы, способные перестройки хроматина среды были зарегистрированы. Хроматин ремонт попадет в одну из двух различных классов; те, которые способны ковалентно модификации гистонов хвосты, и те, которые используют АТФ, чтобы изменить положение нуклеосом (SWI2 / SNF2 семьи АТФазы). Предыдущие члены каталог отчетов обоих классов хроматина перемодельеров, присутствующих в Apicomplexa: а гистонацетилтрансфераза (НАТ) и деацетил-трансферазы (HDACs), а также SWI2 / SNF2 АТФазы гомолог в Plasmodium (Ji и Арнота, 1997; Joshi и др., 1999; Fan и др., 2004;. Фрейтас-младший и др 2005) и шляпой и SWI2 / SNF2 АТФазный гомолог в Toxoplasma (Hettmann и Soldati, 1999; Sullivan и Смит., 2000; Sullivan и др, 2003),
16.4.1.1 ацетилирование гистонов В других эукариот, ацетилирование остатков лизина в N-концевой гистона хвостов связана с активацией генов; наоборот, удаление ацетильных групп associ-ованная с транскрипционной репрессией. Широкий Vari-щества шляп и HDACs были охарактеризованы среди эукариот, которые контролируют состояние ацетилирования нуклеосомных гистонов, и, следовательно, играют важную роль в регуляции экспрессии генов (Sterner и Berger, 2000; Thiagalingam и др., 2003). Геном Toxoplasma укрывает, по крайней мере семь шапочек, четыре из которых были experimen-Талли подтвердили (подробности ниже). Гомологи для цитоплазматической Hat1, TAF1 (TAFII250), и Elp3 (TgTwinScan_0366, 1728 и 1958, соответственно) основаны исключительно на сходства последовательностей в настоящее время.
Два MYST семейства HAT белки (MOZ, Ybf2 / Sas3, SAS2, Tip60) существуют в Toxoplasma, каждый из которых обладает chromodomain и атипичную C2HC цинка домен пальца вверх по течению домена HAT (Smith и др., 2005). Прогнозируемые белки, названные TgMYST-А (AY578183) и -B (DQ104220),
432 GENE РЕГУЛИРОВАНИЕ
имеют особенности, в соответствии с «MYST +подкласс CHD», гомологичны дрожжевого Esa1, человек Tip60 и MOF (Атли и Cote, 2003). Предыдущие исследования показывают, что этот тип HAT имеет предпочтение ацетилирования лизинов в H4, а наблюдение, что рекомбинантный TgMYST-A также предпочитает H4 в качестве субстрата в анализах с использованием свободных процессоров гистонов (Смит и др., 2005), функционально подтверждает это Клас- Тион. Учитывая это сходство, это не удивительно, что TgMYST-геномный локус не может быть нарушен в результате гомологичной рекомбинации, как гомолог Esa1 дрожжей также является важным ген (Smith и др., 1998). TgMYST-А не исправимо стабильной гиперэкспрессией, если рекомбинантный белок не вл етс мутантным, чтобы свести на нет его HAT активности, предполагая, что тонкий баланс TgMYST-А-опосредованной ацетилирования существует в токсоплазмы.
Существуют также два HAT белки класса GCN5 в токсоплазмы. Эти белки обозначены TgGCN5-A (AAF29981) и TgGCN5-B (AAW72884), и, насколько нам известно, два TgGCN5s в одной клетке не были документированы для других беспозвоночных, хотя млекопитающие имеют два гена GCN5 HAT, упоминается как GCN5 и PCAF (P300 / ОШП Ассоциирование фактор). МРНК, кодирующей TgGCN5-А является более распространены в тахи- zoites, чем у TgGCN5-B. Если гены TgGCN5 имеют избыточные или независимые функции не известны; однако, удаление результатов мыши GCN5 является эмбриональным летальным, в то время как потеря PCAF не имеет ощутимый фенотипа (Xu и др., 2000;. Ямаучи и др, 2000). Двойные TgGCN5s напоминают дублированных генов, кодирующих пролиферирующих клеток ядерные антигены, которые также происходят в этом паразита (Guerini и др., 2000, 2005).
Бхатти и др., 2006). Еще одно различие между HAT белков TgGCN5 является их способность связываться с ADA2 коактиватором, на котором две гомологи были идентифицированы в Toxoplasma (TgADA2-A, DQ112184; TgADA2-Б, DQ112185). Дрожжами два гибридных анализа, TgGCN5-B, как было показано, взаимодействуют либо с TgADA2 гомолога, в то время как TgGCN5-А можно связать только с TgADA2-B (БХАТТИ и др., 2006). Apicomplexan GCN5 ЖЦФ содержит необычное расширение N-концевого вверх по течению от хорошо законсервированного HAT и бромодомны. Любопытно, что длина и аминокислотный состав сильно варьирует среди Apicomplexa, и даже среди пары GCN5s в токсоплазмы. Большинство GCN5s из раннего эукариота не имеет ощутимую последовательности на вход в домене НАТА. В противоположность этому, GCN5 млекопитающих и PCAF имеют N-концевые расширения, но они очень похожи друг на друга. Функция N-концевого расширения может быть посредником белок-белковых взаимодействий (например, связывание СВР) и / или распознавания субстрата, поскольку GCN5 отсутствует расширение N-терминал может только acety-конце свободных гистоны и не нуклеосомной гистоны (Сю и др., 1998). N-концевые расширения TgGCN5-A и -B необходимы для ядерной локализации, но dispensible для фермента Activ-Ity на свободных гистонов (БХАТТИ и Салливана, 2005; БХАТТИ и др., 2006). Кроме того, шесть аминокислот мотива в N-концевом расширении TgGCN5-A был картирован как необходимый и достаточным сигнал ядерной локализации, который взаимодействует с ядерным шапероном импортином альфа (Бхатти и Sullivan, 2005). а GCN5 лишенного расширение N-терминал может только acety-конце свободных гистоны и не нуклеосомной гистоны (Xu и др., 1998). N-концевые расширения TgGCN5-A и -B необходимы для ядерной локализации, но dispensible для фермента Activ-Ity на свободных гистонов (БХАТТИ и Салливана, 2005; БХАТТИ и др., 2006). Кроме того, шесть аминокислот мотива в N-концевом расширении TgGCN5-A был картирован как необходимый и достаточным сигнал ядерной локализации, который взаимодействует с ядерным шапероном импортином альфа (Бхатти и Sullivan, 2005). а GCN5 лишенного расширение N-терминал может только acety-конце свободных гистоны и не нуклеосомной гистоны (Xu и др., 1998). N-концевые расширения TgGCN5-A и -B необходимы для ядерной локализации, но dispensible для фермента Activ-Ity на свободных гистонов (БХАТТИ и Салливана, 2005; БХАТТИ и др., 2006). Кроме того, шесть аминокислот мотива в N-концевом расширении TgGCN5-A был картирован как необходимый и достаточным сигнал ядерной локализации, который взаимодействует с ядерным шапероном импортином альфа (Бхатти и Sullivan, 2005).
Предыдущие работы также отметила, что HDAC белки существуют в Plasmodium (Joshi и др, 1999;. ФРЕЙТАШ-младшая и др., 2005), а также анализ Toxoplasma геномной последовательности указует на то, что существует шесть потенциальных генов HDAC с одним экспериментально исследованным на сегодняшний день (TgHDAC3). Рекомбинантный TgHDAC3 проявляет дезацетилазу активности гистонов, который inhib-ITED бутирата, ароили-пиррол-гидрокси-амида и трихостатин A, и родную TgHDAC3-содержащий комплекс было недавно очищен (TgCRC для корепрессора комплекса) (Saksouk и др., 2005). TgCRC содержит несколько белковых компо-нентов, которые гомологичны субъединиц, обнаруженных в
| Хроматина В Toxoplasma |
человеческие N-COR и SMRT комплексы, а также два больших паразита специфических белков неизвестной функции (Saksouk и др., 2005).
16.4.1.2 гистонов метилирование
Добавление метильных групп происходит на остатков лизина и аргинина в H3 и H4, и может привести к активации гена или глушителей (Zhang и Reinberg, 2001). Токсоплазмы имеют пять белок аргинина метилтрансфераза (PRMT) гомологи, обозначенный TgPRMT1-5 (TgTwinScan_1589, 0364, 2891, 0419, 1298). Рекомбинантный TgPRMT1 (AY820756) способен метилирование H4 {R3}, тогда как TgPRMT4 (именуемые TgCARM1 - со-активатор, связанный аргинин метилтрансферазы, AY820755) метилирует Н3 {R17}, который параллелен субстратная специфичность (Saksouk и др., 2005) их человеческих гомологов. CARM1 человека был связан с SWI2 / SNF2 АТФазой, в том числе SNF2 связанного с ОШП активатором белка, или SRCAP (Монра и соавтом, 2003;.. Сей и др, 2004). SRCAP присутствует в списке Toxoplasma SWI2 / SNF2 гомологов, обнаруженных обследований Toxoplasma генома (см следующий раздел и Sullivan и др., 2003). Рекомбинантный TgCARM1 инкубировали с экстрактом паразита, обогащенной АТФ-зависимой активности нуклеосом разрушения показали, что TgCARM1 может взаимодействовать с членом токсоплазмы SWI2 / SNF2 (Saksouk и др., 2005).
Лизин метилтрансфераза имеет общую особенность, известную как домен SET (Диллон и др., 2005). Поиск этой области в предсказанных белков, содержащихся в геноме Toxoplasma показывает, по меньшей мере, четырнадцать потенциальных кандидатов в этом паразита. Что касается удаления из метильных групп лизинов, токсоплазмы по-видимому, кодируют гомолог лизина специфические деметил-трансферазы (LSD1 / BHC110, TgTwinScan_1683) (Ши и др., 2004). Ферменты, которые удаляют из метильных групп аргининов, как полагают, существует в эукариоте, но не были идентифицированы до настоящего времени.
16.4.1.3 Другие модификации гистонов ковалентных
Гистоны также восприимчивы к фосфорилированию, АДФ-рибозилированию, убиквитилировании и SUMOylation
(Петерсон и Laniel, 2004). Там нет никаких доказательств того, в это время, чтобы поддержать, что эти модификации существуют в Apicomplexa; Однако геном Toxoplasma содержит гомологов, которые могут выполнять эти действия. Snf1, например, фосфорилирует H3 {S10} для усиления транскрипции (Lo и др., 2001), а также токсоплазмы кодируют два возможных белки с сильным сходством с последовательностью Snf1 (TgTwinScan_5974 и 0259). Токсоплазмы также по-видимому, обладают белками, содержащих PARP и PARG домены, необходимые для добавления или удаления (соответственно) АДФ-рибоза субъединиц. Там также нет недостатка в убиквитин-конъюгации ферментов в этом организме, в том числе Ubc9, который вовлечен в репрессии генов с помощью sumoyla-ции H4 (Shiio и Айзенмана, 2003). Гистоновые остатки, известные быть направлены также сохраняется в Toxoplasma, в том числе H2A {S1}, H3 {S10},
Таким образом, предыдущие доклады в сочетании с биоинформационных анализом завершенного генома показывают, что токсоплазма способна Medi-живать все известные модификации гистонов. Это obser-vation еще раз подчеркивает древность этого явления в эволюции эукариот, и предполагает, что, как и в других эукариот, epige-нитные механизмы являются важными компонентами транскрипционного аппарата в токсоплазмы.